CS236388B1

CS236388B1 - Method of production of forged slabs with niobium stabilized two-phase stainless steel

Info

Publication number: CS236388B1
Application number: CS26384A
Authority: CS
Inventors: Josef Boruta; Vladimir Dedek; Ladislav Koutnik
Original assignee: Josef Boruta; Vladimir Dedek; Ladislav Koutnik
Priority date: 1984-01-12
Filing date: 1984-01-12
Publication date: 1985-05-15

Abstract

Úkolem vynálezu je vyvinout způsob výroby kovaných bram s niobem stabilizované dvoufázové nerezavějící oceli o chemickém složeni v procentech hmotnostních uhlík od 0,005 do 0,030 %, křemík od 0,02 do 1 mangan od 1 Ao 2,5 fr, chrom od 20,0 do 26 %, nikl od 10 do 15 $5, niob od 0,3 do 1,5 %, fosfor od 0,005 do 0,050 %, sira od 0,001 do 0.020 %, zbytek železo a obvyklé doprovodné prvky s obsahem objemového podílu feritu v austenické struktuře lité oceli v rozmezí od 2 do 20 %. Kovářský ingot z této oceli se před kováním ohřeje na teplotu 1150 až 1200 °C s dobou výdrže během ohřevu na ti;to teplotu od 3 do 15 hodin v rozmezí teplot 1100 až 1200 °C, s dobou výdrže na konečné teplotě dané oceli 1 až 10 hodin, načež se kove na předkovky a bramy v rozmezí kovacích teplot od 1180 do 850 °C při jednotlivých absolutních úběrech výšky průřezu kovaného polotovaru do 30 mm az do stupně protváření 2 a při vyšších stupních protváření než 2'jednotlivými absolutními úběry výšky průřezu kovaného polotovaru do 60 mm v rozmezí kovacích teplot od 1230 do 85Ο °C, kde úběry od 3θ do 60 mm se provedou v rozmezí kovacích teplot od 1230 do 1000 °C, přičemž meziohřev předkovků se provádí na teplotu 1100 do 1250 °C s jejich dobou výdrže na těchto teplotách od 1 do 10 hodin.The aim of the invention is to develop a method for producing forged slabs of niobium-stabilized two-phase stainless steel with a chemical composition in weight percent of carbon from 0.005 to 0.030%, silicon from 0.02 to 1 manganese from 1 Ao 2.5 fr, chromium from 20.0 to 26%, nickel from 10 to 15 $5, niobium from 0.3 to 1.5%, phosphorus from 0.005 to 0.050%, sulfur from 0.001 to 0.020%, the rest iron and usual accompanying elements with a volume fraction of ferrite in the austenitic structure of cast steel in the range of 2 to 20%. Before forging, the forging ingot of this steel is heated to a temperature of 1150 to 1200 °C with a holding time during heating at this temperature of 3 to 15 hours in the temperature range of 1100 to 1200 °C, with a holding time at the final temperature of the given steel of 1 to 10 hours, after which it is forged into pre-forgings and slabs in the forging temperature range of 1180 to 850 °C with individual absolute removals of the cross-section height of the forged blank up to 30 mm and up to a forming degree of 2 and with higher forming degrees than 2, with individual absolute removals of the cross-section height of the forged blank up to 60 mm in the forging temperature range of 1230 to 850 °C, where removals from 3θ to 60 mm are carried out in the forging temperature range of 1230 to 1000 °C, while the intermediate heating of the preforms is carried out to a temperature of 1100 to 1250 °C with their holding time at these temperatures from 1 to 10 hours.

Description

Vynález se týká způsobu výroby kovaných bram z ingotů ze stabilizované dvoufázové chromniklové oceli, tvářením za tepla a tepelným zpracováním#BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a process for producing forged slabs from ingot made of stabilized two-phase chrome-nickel steel, by thermoforming and heat treatment.

Pro jednovrstvé automatické navařování pracovních povrchů páskovými elektrodami, například u komponent primárního okruhu jaderných elektráren, vrstvou nerezavějící oceli, kdy návary musí odolávat dlouhodobému koroznímu namáhání za zvýšených teplot, se v současné době používá dvoufázových nerezavějících ocelí s obsahy prvků v procentech hmotnostních i uhlík 0,005 až 0,030 %, křemík 0,02 až 1,0 %, mangan 1,0 ažFor single-layer automatic welding of work surfaces with tape electrodes, for example for nuclear power plant primary circuit components, with a stainless steel layer where welds must withstand long-term corrosion stress at elevated temperatures, two-phase stainless steels 0.030%, silicon 0.02 to 1.0%, manganese 1.0 to 1.0%

2,5 %, chrom 20,0 až 26,0 %, nikl 10,0 až 15 ,0 % a niob 0,30 až 1,50 %, zbytek železo a obvyklé obsahy nečistot, jako plynů a doprovodných prvků, které obsahují v lité struktuře převážně austenit, a objemovým podílem feritu od 2 do 20 %·2.5%, chromium 20.0 to 26.0%, nickel 10.0 to 15.0%, and niobium 0.30 to 1.50%, the remainder iron and the usual contents of impurities such as gases and accompanying elements containing in a cast structure predominantly austenite, with a ferrite content of 2 to 20% by volume ·

V důsledlpu velmi vysokých obsahů chrómu, přísady niobu a výrazně dvoufázové struktury, jsou uvedené oceli při běžných způsobech ohřevu a tváření velmi špatně tvárné za tepla a při jejich zpracování dochází zpravidla ke značnému výskytu hlubokých trhlin, což výrazně snižuje výtěžky kovu při tváření za tepla#Due to the very high chromium contents, the niobium additive and the distinctly biphasic structure, the steels are very poorly hot-deformable in conventional heating and forming processes and generally result in deep cracks in their processing, which greatly reduces the metal yields in hot-forming.

Tato skutečnost neumožňuje úspěšné technologie tváření těchto ocelí za tepla a silné omezení možnosti jejich reálné výroby· Zvláště k potížím dochází při zpracování ingotů o větších hmotnostech, kdy je tvářitelnost za tepla dále zhoršována nerovnoměrností v chemickém složení a struktuře lité oceli·This fact does not allow for successful hot forming technologies of these steels and a strong limitation of their real production possibility. · Particularly difficulties arise in the processing of larger weight ingots where the hot formability is further aggravated by the unevenness in the chemical composition and structure of the cast steel.

Uvedené oceli mají při tváření za tepla také vysoké deformační odpory# Po zpevnění tvářením velmi pomalu rekrysta- ² 238 386 lizují, jsou citlivé k používaným tvářecím postupů·, velikostem a rychlostem deformací, tvářecím teplotám a ke stavu napjatosti při tváření a podobné. Jejich tvářitelnost za tepla je dále výrazně závislá na výchozím strukturním stavu a na stupni předchozího protváření· Jejich tváření za tepla je zpravidla možné jen ve velmi úzkém rozmezí tvářecích teplot a to ještě při aplikaci přerušovaných deformací, které umožňují potřebné uzdravení deformací zpevněné oceli·Said steel having at thermoforming have high deformation resistance # After prestrain slowly rekrysta- ^2,238,386 licks are sensitive to a forming process used ·, size and speed of deformation, the forming temperature and the state of stress during forming and the like. Their thermoformability is also strongly dependent on the initial structural state and on the degree of previous deformation. · Their thermoforming is usually only possible within a very narrow range of forming temperatures, even when intermittent deformations are applied, allowing the necessary recovery of deformations of reinforced steel.

Uvedené nevýhody stávajícího stavu techniky se odstraní způsobem výroby kovaných bram s niobem stabilizované dvoufázové chromniklové oceli o chemickém složení s obsahem prvků v procentech hmotnostních uhlík 0,005 až 0,030 %, křemík 0,02 až 1,0 %, mangan 1,0 až 2,5 %, chrom 20,0 až 26,0 %,nikl 10,0 až 15,0 %, niob 0,30 až 1,50 %, fosfor 0,005 až 0,030 %, síra 0,001 až 0,020 %, zbytek železo a v obvyklých obsazích přítomné doprovodné prvky, plyny a nečistoty, dezoxtdační a případné modifikační a zjemňující přísady, s obsahem objemového podílu feritu v austenitioké struktuře lité oceli v rozmezí od 2 do 20 %, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že ingot se před kováním ohřeje na teplotu 1150 až 1200° 0 s dobou výdrže během ohřevu na tuto teplotu od 3 do '15 hodin v rozmezí teplot 1100 až 1200° C, s dobou výdrže na konečné teplotě dané oceli 1 až 10 hodin, načež se kove na předkovky a braný v rozmezí kovacích teplót od 1180 do 850° C při jednotlivých absolutních úběrech výšky průřezu kovaného polotovaru do 30 mm až do stupně protváření 2 a při vyšších stupních protváření než 2 jednotlivými absolutními úběry výšky průřezu kovaného polotovaru do 60 mm v rozmezí kovacích teplot od 1230 do 850° C, kde úběry od 30 do 60 mm se provedou v rozmezí kovaoích teplot od 1230 do 1000° C, přičemž meziehřev předkovků se provádí na teplotu 1100 do 1250° C s j ej icl&ty^rže na těchto teplo tách od 1 do 10 hodin. Další podstatou vynálezu je to, že vykované bramy se před následujícím tvářením za tepla vyžíhají po dobu od 5 do 15 hodin v rozmezí teplot od 1050 do 1200° C· ’ Výhodou způsobu výroby kovaných bram a niobem stabilizované dvoufázové nerezavějící oceli podle vynálezu je to, že seThese disadvantages of the prior art are overcome by a process for producing forged slabs with niobium stabilized biphasic chromium-nickel steel having a chemical content of 0.15 to 0.030% by weight, silicon 0.02 to 1.0%, manganese 1.0 to 2.5 %, chromium 20.0 to 26.0%, nickel 10.0 to 15.0%, niobium 0.30 to 1.50%, phosphorus 0.005 to 0.030%, sulfur 0.001 to 0.020%, the remainder iron and the usual contents accompanying elements, gases and impurities, deoxidizing and possibly modifying and refining additives, having a content of ferrite in the austenitic cast steel structure in the range of 2 to 20%, according to the invention, characterized in that the ingot is heated to a temperature of 1150 to 1200 ° 0 with a hold time during heating to this temperature from 3 to 15 hours in the temperature range of 1100 to 1200 ° C, with a hold time at the final temperature of the steel of 1 to 10 hours, ro limits forging temperatures from 1180 to 850 ° C at individual absolute cuts in cross-section height up to 30 mm up to a deformation degree of 2 and at higher deformation degrees than 2 individual absolute cuts in cross-section height up to 60 mm in forging temperature range from 1230 to 850 The cuts from 30 to 60 mm are made in the range of forging temperatures from 1230 to 1000 ° C, while the pre-heating of the preforms is carried out at a temperature of 1100 to 1250 ° C, at these temperatures from 1 to 10 hours. Another object of the invention is that the forged slabs are annealed for 5 to 15 hours in the temperature range from 1050 to 1200 ° C prior to subsequent hot forming. The advantage of the process for producing forged slabs and niobium stabilized two-phase stainless steel according to the invention is that is

- 3 236 388 docílí poklesu obsahu feritu v austenitické struktuře, dále rozpadu a zaoblování jeho sítového a řádkovitého uspořádání v licí a protvářené struktuře· Dále se zamezí celkovému zhubnutí struktury před tvářením případně nárůstů obsahu feritu ve výchozí struktuře gt dosáhne se optimálních plastických vlastností zahřátá oceli před následujícím tvářením za tepla. Další jeho výhodou je to, že zlepšuje technologickou tvařitelnost oceli za tepla, takže kování většími úběry je možné bez výskytu hrubších povrchových vad a trhlin·- 3,236,388 achieves a decrease in ferrite content in the austenitic structure, as well as disintegration and rounding of its sieve and row arrangement in the cast and deformed structure · Furthermore, overall structure loss before forming or increase of ferrite content in the initial structure gt is prevented before subsequent thermoforming. Another advantage is that it improves the technological hot formability of steel, so that larger forging is possible without coarse surface defects and cracks ·

Z kovářských osmihranných ingotů o kusové hmotnostiOf forged octagonal ingots of piece weight

1,8 t o středním průměru 455 mm a o chemickém složení v procentech hmotnostních 0,020 % uhlíku, 1,80 % manganu, 0,30 % křemíku, 20,50 % chrómu, 11,00 % niklu, 0,80 % niobu, 0,020 % fosforu, 0,008 % síry, 0,010 % hliníku, zbytek železo s obvyklými obsahy doprovodných prvků, vyjádřeno v hmotnostních procentech, s objemovým obsahem feritu v austenitické struktuře lité oceli 8 %, byly vykovány bramy o rozměrech konečného průřezu 400 x 100 mm tak, že ingoty se před kováním ohřály na konečnou teplotu 1200° C ,s dobou výdrže 15 hodin v rozmezí teplot 1100 až 1200° C a z toho s výdrží na konečné teplotě ohřevu 2 hodiny. Kování bram z ingotů bylo provedeno na hydraulickém lisu, celkem v 6 kovacích operacích, z nichž v pivních dvou operacích byly přetvářeny na kruhový průřez a v následujících čtyřech na obdélníkové průřezy o šířce 400 mm. V první operaci byl kovářský ingot přetvořen na kruhový průřez o průměru 435 mm a v druhé operaci na průřez 385 mm. Ve třetí operaci byl kruhový průřez přetvořen na obdélníkový průřez o rozměrech 400 x 275 mm, ve čtvrté operaci na obdélníkový průřez o rozměrech 400 x 205 mm, v páté operaci na rozměr 400 x 145 mm a v šesté operaci na rozměr 400 x 100 mm.1.8 to 455 mm mean diameter and having a chemical composition in percent by weight of 0.020% carbon, 1.80% manganese, 0.30% silicon, 20.50% chromium, 11.00% nickel, 0.80% niobium, 0.020% phosphorus, 0.008% sulfur, 0.010% aluminum, the remainder iron with the usual contents of accompanying elements, expressed in weight percent, with a ferrite content in the austenitic structure of cast steel of 8%, were forged with slabs of 400 x 100 mm final cross-section were heated to a final temperature of 1200 ° C prior to forging, with a residence time of 15 hours in the temperature range of 1100 to 1200 ° C, of which a final heating temperature of 2 hours. Forging slabs from ingots was carried out on a hydraulic press, a total of 6 forging operations, of which in two beer operations they were transformed into a circular cross-section and in the following four to rectangular cross-sections with a width of 400 mm. In the first operation, the forging ingot was transformed into a circular cross-section with a diameter of 435 mm and in the second operation to a cross-section of 385 mm. In the third operation, the circular cross-section was transformed into a rectangular cross-section of 400 x 275 mm, in the fourth operation into a rectangular cross-section of 400 x 205 mm, in the fifth operation to 400 x 145 mm and in the sixth operation to 400 x 100 mm.

Kovací teploty při kování ingotů, předkovků a bram byly v rozmezí teplot 1200 až 900°C, přičemž pro kování bylo použito jednotlivých absolutních úběrů výšky průřezu 10 až 20 mm při prvých dvou operacích, 20 až 30 mm při dalších dvou operacích a až 50 mm při závěrečných dvou operacích, kdy již bylo dosaženo vyšších stupňů protváření než 2, přičemž úběry nadThe forging temperatures for forging ingots, forgings and slabs were in the temperature range of 1200 to 900 ° C, with forging individual cuts of a cross-sectional height of 10 to 20 mm for the first two operations, 20 to 30 mm for the next two operations and up to 50 mm. in the final two operations, where a degree of deformation greater than 2 has already been achieved, with removals above

236 388 mm byly použity jen při kovacích teplotách mezi 1200 až 1100^tí C.236388 mm were used only at the forging temperatures between 1200-1100 ° C ^they

Předkovky při meziohřeveoh byly ohřívány na teplotu v rozmezí 1100 až 1220° C, s výdrží 1,5 až 3 hodiny při těchto teplotách·The preforms in the intermediate preheat were heated to a temperature of 1100 to 1220 ° C, with a hold time of 1.5 to 3 hours at these temperatures.

Vykované bramy byly z dokovacích teplot volně vychlazeny na vzduchu·Forged slabs were freely cooled from the docking temperatures in the air ·

Při uvedeném postupu ohřevu a kování ingotů, předkovků a bram nevznikly následnou úpravou povrchu kovaných bram broušením neodstranitelné hlubší v|dy, které by snížily výtěžek kovu při kqvání bram za tepla·In the above process of heating and forging ingots, forgings and slabs, the surface treatment of the forged slabs by grinding did not result in irreparable deeper sciences that would reduce the metal yield when hot slabs were fermented.

Použitým postupem kování a tepelného zpracování ingotů do bram se významně zvýšila technologická tvařitelnost za tepla při následujícím válcování pásů za tepla z vykovaných bram·The process of forging and heat treatment of ingots into slabs has greatly increased the technological formability of hot slabs during the subsequent hot rolling of strips from forged slabs.

Claims

Object of the invention 236 388

Process for the production of forged slabs with niobium stabilized two-phase steel having a chemical composition in percent by weight of carbon 0.005% to 0.030%, silicon 0.02 to 1.0%, manganese 1.0 to

2.5%, chromium 20.0 to 26.0%, nickel 10.0 to 15.0%, niobium 0.30 to 1.50%, phosphorus 0.005 to 0.030%, sulfur 0.001 to 0.020%, the rest iron and accompanying elements, gases and impurities, deoxidizing and, where appropriate, modifying and refining additives, present in the usual contents, with a ferrite content in the austenitic structure of cast steel of between 2 and 20, characterized in that the ingot is heated to 1130 to 1200 ° C with a hold time during heating to this temperature from 3 to 15 hours in the temperature range of 1100 to 1200 ° C, with a hold time at the final temperature of the steel of 1 to 10 hours, then metal for forging and slabs in the forging temperature range of 1180 to 850 ° C for single absolute cuts in cross section height of forged workpiece up to 30 mm up to deformation degree 2 and at higher degrees of forming * than 2 individual absolute cuts in cross section height of forged workpiece up to 60 mm fence from 1230 to 850 ° G, where the cuts from 30 to 60 mm are performed in the forging temperature range from 1230 to 1000 ° C, while the pre-heating of the forgings is performed at a temperature of 1100 to _t 125 ° C with their residence time at these temperatures from 1 within 10 hours.

2. Process for producing forged slabs according to claim 1, characterized in that the forged slabs are raised for a period of from 5 to 15 hours in the temperature range from 1050 to 1200 ° C prior to subsequent hot forming.